城市軌道交通高架結(jié)構(gòu)振動與噪聲影響的研究.pdf

1、隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，軌道交通成為市民出行重要的交通工具，由之引起的振動與噪聲問題對人們的正常工作和生活帶來了越來越嚴(yán)重的影響。高架結(jié)構(gòu)是軌道交通系統(tǒng)重要的組成部分，其對周圍環(huán)境的振動與噪聲影響受到了廣泛的關(guān)注。
　　本文采用理論分析、數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了高架輕軌列車引起的振動與噪聲的發(fā)生機(jī)理、振動和噪聲在高架橋梁、高架車站等不同高架結(jié)構(gòu)中的分布規(guī)律和特點(diǎn)，噪聲在車輛內(nèi)部、車站結(jié)構(gòu)內(nèi)部和高架線路附近的

2、空間分布和傳播規(guī)律。主要工作和成果如下：
　　1、使用有限元軟件ANSYS建立了移動荷載作用下三跨連續(xù)梁的振動分析模型，以瞬態(tài)動力學(xué)方法計(jì)算了各跨跨中的位移和加速度的響應(yīng)時程。通過試驗(yàn)證明，本模型的計(jì)算值與實(shí)測值十分接近。
　　2、在ANSYS中建立了二維聲場有限元模型，用流體單元(FLUID29)包圍結(jié)構(gòu)模擬空氣場區(qū)域，使用無限吸收單元(FLUID129)建立空氣區(qū)域的邊界條件。以各跨跨中截面作為研究對象，計(jì)算了距離梁底面

3、0.3m處的輻射聲壓變化時程、1/3倍頻程及聲場內(nèi)聲壓的分布情況。又以A計(jì)權(quán)聲壓評價(jià)體系為基礎(chǔ)，繪制了各跨輻射聲場的等壓線，研究分析了噪聲的輻射衰減規(guī)律。
　　3、采用有限元結(jié)合邊界元方法推導(dǎo)了振動加速度與輻射聲壓之間的聲傳遞向量。以該向量為聯(lián)系紐帶，建立了結(jié)構(gòu)表面加速度和輻射聲壓之間的關(guān)系。這種方法可以直接通過結(jié)構(gòu)表面振動加速度估算聲場中任意點(diǎn)的聲壓，避免了有限元法計(jì)算量大，時間長的缺點(diǎn)，同時解決了邊界元法求解中特征頻率上非唯一

4、性問題和奇異積分或超奇異積分問題。試驗(yàn)結(jié)果證明將聲傳遞向量用于結(jié)構(gòu)噪聲的預(yù)測具有良好的精度。
　　4、通過改變橋梁阻尼、剛度、質(zhì)量、支座剛度、行車速度、車輛荷載、列車編組和單、雙向行車等參數(shù)，分別計(jì)算了橋梁的振動響應(yīng)及輻射聲壓級。計(jì)算結(jié)果說明對于軌道交通高架結(jié)構(gòu)，采用合理的結(jié)構(gòu)形式以及控制橋上車輛的行車狀態(tài)可有效地降低結(jié)構(gòu)的振動與噪聲水平。
　　5、對北京地鐵五號線高架結(jié)構(gòu)梯形軌枕試驗(yàn)段進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，比較了梯形軌枕軌道相對

5、于普通軌枕軌道減振降噪的效果。研究了高架結(jié)構(gòu)周圍的噪聲衰減規(guī)律，在現(xiàn)場試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立了輻射噪聲場預(yù)測模型。通過對首都機(jī)場快軌線高架橋梁段的現(xiàn)場試驗(yàn)，研究了在直線電機(jī)車輛運(yùn)行的情況下，箱梁結(jié)構(gòu)不同部位的振動響應(yīng)與輻射噪聲水平，對振動與噪聲頻譜進(jìn)行了相干性研究。
　　6、對北京市軌道交通車站站臺及車廂內(nèi)噪聲進(jìn)行了調(diào)查，分別比較了地下、地面和高架車站的噪聲環(huán)境特點(diǎn)，測試分析了不同減振降噪措施的效果。對于北京南站候車區(qū)的噪聲分布特點(diǎn)進(jìn)